处女膜是覆盖在外口的一块中空薄膜，大约１～２毫米厚，膜的正反两面都是湿润的粘膜，两层粘膜之间含有结缔组织、微血管和神经未梢，中间的小孔叫处女膜孔。处女膜也是因人而异的。有的可能是阴道口边缘的一圈薄薄的皮肤；有的是全部或部分地盖着阴道口，上面有一个或多个小孔。处女膜孔的大小和膜的厚薄程度各人可有不同。处女膜孔的直径约为1～1.5厘米，通常为圆形、椭圆形或锯齿形；有的呈半月形，膜孔偏于一侧；有的为隔形孔，有两个小孔作上下或左右并列；有的有很多分散的小孔，与筛子上的小孔有些相似。
处女膜可以防止外界不洁的东西进入阴道，有保护阴道的作用。青春期前由于卵巢所分泌的雌激素很少，这时阴道粘膜薄、皱壁少、酸度低，故抵抗力差，处女膜有阻拦细菌入侵阴道的保护作用；青春期后，随着卵巢的发育，体内雌激素增多，阴道抵抗力有所加强，处女膜也就逐渐失去了作用。处女膜孔是生理所必须的，女子成熟后，每月一次的月经血就是通过这个小孔排出体外的，如果膜上没有小孔，则每月的月经血被它挡住而不能排出体外，医学上叫做处女膜闭锁。如果没有及时发现，月经血在阴道内积聚，成年累月以后可向上扩展到子宫腔和输卵管，通过输卵管的远端开口，流入腹腔中，使输卵管破损，肠管粘连，腹腔感染。
小女孩的处女膜不大明显，在青春期，处女膜变厚变硬，清晰可辨。但并非所有女人都有显而易见的处女膜。有的天生就没有，有的太少很难看见，并且，剧烈运动（如骑马、体操等等）常使处女膜破裂，不过，这种情况不多。
一般地说，女性的处女膜破裂就意味着不再是处女了，但不尽然。因有些处女的处女膜孔大，弹性好，膜内血管少，到婚后分娩后才能完全破裂。相反，有的女性因某些意外，使处女膜破裂，如有的女性在儿童期的无知，将小玩具插入阴道；有的遇到外伤或尖锐物碰巧抵在外阴部；有的因洗涤或阴道塞药造成损伤；也有的是处女膜本来就很脆弱，从事剧烈运动时可使之破裂。因此，有没有处女膜并不能说明什么，不能仅凭处女膜是否破裂来鉴定是否是处女。
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